Cara Latihan Jangka Panjang Membentuk Semula Landskap Endokrin Antara Organ

Para saintis dari Konsortium Molecular Transducers of Physical Activity Consortium (MoTrPAC) telah membentangkan kajian multisistem pertama seumpamanya yang menunjukkan cara senaman ketahanan yang kerap mengubah suai rangkaian isyarat endokrin antara tisu pada tahap molekul. Kerja yang diketuai oleh Cheehoon Ahn dan rakan sekerja, diterbitkan dalam jurnal Molecular Metabolism.

Mengapa ini penting?

Aktiviti fizikal telah lama dikenali sebagai faktor yang kuat dalam mencegah penyakit kardiovaskular dan metabolik. Walau bagaimanapun, kebanyakan kajian hanya tertumpu pada perubahan dalam otot rangka atau jantung. Penulis pergi lebih jauh, bertanya: tisu mana yang "menghantar" isyarat (exerkines) dan bagaimana mereka menyelaraskan faedah senaman pada tahap keseluruhan organisma?

Reka bentuk eksperimen

• Model dan protokol: Tikus jantan menerima kursus latihan treadmill ketahanan selama 8 minggu - lima kali sehari, dikawal oleh kelajuan dan masa. Kumpulan kawalan mengekalkan gaya hidup yang tidak aktif.
• Analisis pelbagai sistem: sebelum dan selepas campur tangan, analisis transkriptik terperinci (snRNA-seq) dan proteomik (LC-MS/MS) terhadap 16 tisu utama dilakukan: otot rangka dan jantung, hati, buah pinggang, pankreas, depot tisu adiposa yang berbeza (subkutaneus, visceral), serta paru-paru, limpa dan otak.
• Membuat kesimpulan sambungan antara organ: Algoritma QENIE dan GD-CAT memungkinkan untuk mengira kekuatan dan arah "huruf" endokrin antara tisu berdasarkan tahap protein yang dirembes dan reseptornya.

Penemuan Utama

1. Tisu lemak subkutan adalah "posmen" utama

   • Selepas latihan, ia adalah lemak subkutan yang menunjukkan bilangan dan tahap faktor rembesan tertinggi yang diarahkan ke organ lain. Antaranya ialah apotenin, faktor pertumbuhan, dan protein pengikat kolagen.

2. Matriks ekstraselular sebagai pengantara sejagat

   • Gen dan protein yang dikaitkan dengan sintesis dan pembentukan semula matriks ekstraselular (kolagen I/III, lamin, fibronektin) didapati sebagai "pembawa mesej" global kesan latihan dalam semua tisu. Ini menunjukkan kepentingan struktur mikro tisu penghubung dalam penyesuaian kepada beban.

3. Molekul isyarat Wnt

   • Beberapa ahli keluarga Wnt (Wnt5a, Wnt7b) telah terbukti bertindak sebagai jambatan molekul antara otot, hati, dan tisu adiposa, mungkin mengawal pertumbuhan kapilari dan metabolisme glukosa.

4. Organ Kawal Selia Tindak Balas

   • Sebagai tambahan kepada lemak dan otot, hati dan jantung secara aktif menghantar "surat" kembali ke otot dan otak, membentuk gelung maklum balas tertutup yang meningkatkan metabolisme tenaga dan rintangan tekanan.

Perspektif praktikal

• Cari biomarker baharu. Protein utusan yang dirahsiakan boleh dikaji sebagai penunjuk keberkesanan latihan atau isyarat awal keletihan.
• Terapi "senaman tanpa beban berat": Exerkin yang dikenal pasti (cth ligan Wnt tertentu) boleh menjadi asas "pil senaman" untuk pesakit yang tidak aktif.
• Pemperibadian program latihan. Atlas sambungan antara organ akan membantu menyesuaikan keamatan dan tempoh beban kepada tindak balas tisu individu.

Kesimpulan

Kajian ini menyerlahkan bahawa berlari dan latihan daya tahan lain bukan sekadar pam otot, tetapi juga pengaktifan endokrin yang kuat pada hampir semua organ. Peta exerkine yang dicipta oleh MoTrPAC akan membuka jalan kepada strategi diagnostik dan terapeutik baharu untuk membantu memaksimumkan faedah senaman.